五峰山长江大桥2015年10月动工,到2020年12月通车,整整五年光景,主跨1092米,总长6432米,上头跑八车道高速路,下头四线高铁,时速250公里。
这桥一跨过江,就把江苏南北的脉络给连上了,扬州到镇江的路程从原来的绕弯子缩成直来直去,货物流通顺溜了,人也少折腾。
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它创了七项世界第一,第一是全球首座高速铁路悬索桥,以前悬索桥多用来过公路,高铁对变形敏感,桥面一晃就可能出事,这桥硬是把柔性悬索和刚性桁架搅和一块儿,扛住了高铁的重量和速度。
第二,设计载荷最大,主缆内力88500吨,能顶1.5艘满载辽宁舰的重量,桥面荷载每米20吨,高铁列车一趟下来400多吨,它愣是纹丝不动。
第三,公路铁路线路最多,两用设计,上层双向八车道,下层四线高铁,挤出这么多通道,还不乱套。
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第四,主缆最长最粗,直径1.3米,总长近2000米,每根重46吨,用5.5毫米级1860兆帕高强平行钢丝编成,拉力9万吨,够吊起万吨巨轮。
第五,桁架结构稳定性最高,桥面深28米,像蜂窝一样分散力道,风吹雨打都不变形。
第六,平面面积最大的沉井基础,8000平方米,搁哪儿都得占块足球场大小。
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第七,当然是那世界第一沉井,北锚碇133万吨重,相当于13艘福特级航母的排水量总和,或186座埃菲尔铁塔压一块儿。
长江北岸地层是8.4米厚的流塑淤泥,软得像稀粥,常规基础一压就塌,挖坑浇筑准出岔子。桥体总重17万吨,主缆拉力全得它扛着,高铁过桥时振动大,轨道平整度得控在毫米级,轻微下沉就可能脱轨。
设计上选了重力式锚碇,长100.7米、宽72.1米、高56米,48个空心隔舱,靠自重压住拉力,像拔河里那压轴的壮汉。
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地质这么棘手,就用沉井法来破局,先在岸边预制井筒,钢板焊厚,浇混凝土做筒壁,挡泥挡水防歪斜。
然后井内挖土,底部泥一去,井筒自重下沉,挖到56米深,抽水清淤,底板浇筑,再一层一层接高上部结构。
这法子听着简单,实际操起来风险高,尺寸大刚度小,一歪就全盘皆输。
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建造过程分三阶段下沉,10次浇混凝土,总深度56米。
他们用十字槽开挖法,刃脚开槽控制速度,空气幕减阻力,偏位调到10厘米内,比允许的50厘米还准。
还首创三维声呐探测,立体成像盯住泥层变化,信息化平台把实景模型和监测数据融一块儿,数字化下沉从头把控。
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2017年11月,这庞然大物落座,标志着中国跨江公铁桥又迈一步。
南锚碇相对简单,用扩大基础,挖土压实钢板桩围堰,但北边这井是真考验人,全球没现成经验,全靠本土创新顶上。
技术上,这桥用上20多项专利,覆盖锚碇规模、沉井施工、桥塔建安。
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桁架加悬索是核心,悬索桥跨度大无中间墩,通航净空高,但柔性桥面不配高铁,就改成桁架刚性,强度高重量轻,比箱梁省料。
主缆镀锌铝合金,高强度钢丝国产化,耐腐蚀强,拉力稳。桥面铺轧制不锈钢复合钢板,防裂耐久,减震器和阻尼器控振动,风洞实验优化变形曲线。
材料砸进去169万方混凝土、9.5万吨钢筋、10万吨钢构件、3.3万吨主缆钢丝,够建好几座普通桥。地质传感器和土质改良设备全程盯,数字化控沉降,桥塔高162米,双塔双索面,桩基深30米。
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这些专利不光解了眼前难,还给后头桥梁攒了经验,中国高铁悬索桥从这儿起步。
通车五年,这桥的日子越过越红火。
连镇高铁全线贯通,南京到连云港缩到两小时,客流日均10万,准点率99%以上。公路日车5万辆,沪宁高速南延,货运量涨30%,苏北苏南苏中连成片,扬州瘦西湖游客多了,工厂扩线,产品直奔上海。
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5G基站六套嵌入塔身,实时监振动温湿度,预警快,2023年静动载复测,数据稳,桥龄五载还如新。
鲁班奖到手,数十项专利落地,推动长三角一体化,江苏GDP贡献上台阶。
环保上,围堰挡泥,水质年降5%,鱼群迁徙不扰。
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这桥的厉害不光在数字上,更在它拉近了人与人的距离。
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